میللنگ (Crankshaft) یکی از اجزای کلیدی در ساختار موتورهای احتراقی داخلی است. این قطعه سنگین و دقیق، وظیفه تبدیل حرکت خطی پیستونها به حرکت چرخشی را بر عهده دارد و نقش حیاتی در عملکرد روان، هماهنگ و قدرتمند موتور ایفا میکند. خرابی یا ایراد در میللنگ میتواند به آسیبهای جدی در موتور منجر شود. در این مقاله، به بررسی کامل وظایف میللنگ، ساختار آن، نقش آن در چرخه عملکرد موتور، و دلایل خرابی آن خواهیم پرداخت.
میللنگ چیست؟
میللنگ یک میله فولادی مستحکم و ماشینکاریشده است که در پایینترین قسمت بلوک سیلندر نصب میشود و حرکت رفت و برگشتی پیستونها را به حرکت دورانی تبدیل میکند. این حرکت دورانی، از طریق فلایویل (چرخ طیار)، به گیربکس و در نهایت به چرخها منتقل میشود.
میللنگ نهتنها وظیفه تبدیل نیرو را دارد، بلکه باید تعادل و هماهنگی بین اجزای داخلی موتور را حفظ کند، شوکهای حاصل از انفجار را جذب کند، و شرایط روغنکاری مناسب را فراهم سازد.
وظایف اصلی میللنگ در موتور
۱. تبدیل حرکت خطی پیستون به حرکت چرخشی
مهمترین وظیفه میللنگ، تبدیل حرکت رفت و برگشتی پیستونها به حرکت چرخشی یکنواخت است. هر پیستون از طریق شاتون (Connecting Rod) به میللنگ متصل میشود. زمانی که انفجار در سیلندر رخ میدهد و پیستون به سمت پایین حرکت میکند، شاتون این نیرو را به میللنگ منتقل کرده و میللنگ با چرخش خود، انرژی مکانیکی را تولید میکند.
این تبدیل، اساس عملکرد تمام موتورهای پیستونی است. بدون این مکانیزم، موتور توانایی تولید گشتاور خروجی نخواهد داشت.
۲. تولید گشتاور برای چرخها
میللنگ، گشتاور تولید شده از احتراق را به فلایویل منتقل میکند. فلایویل این گشتاور را به شکل یکنواختتری به گیربکس منتقل کرده و از آنجا به سیستم انتقال قدرت و در نهایت چرخها میرسد. گشتاور تولید شده بستگی به طول بازوی میللنگ، قطر فلایویل، تعداد سیلندر و قدرت انفجار دارد.
طراحی دقیق میللنگ و بالانس بودن آن، تأثیر مستقیم بر میزان گشتاور، مصرف سوخت و روانی عملکرد موتور دارد.
۳. حفظ تعادل موتور و کاهش لرزش
در هنگام کار موتور، پیستونها به صورت متناوب بالا و پایین میروند. این حرکت رفت و برگشتی میتواند لرزشهای شدیدی ایجاد کند. میللنگ با طراحی خاص خود و با کمک وزنههای تعادل (Counterweights) که روی آن نصب شدهاند، این لرزشها را تا حد زیادی کاهش میدهد.
همچنین در برخی موتورهای چند سیلندر، شفت تعادل (Balancer Shaft) برای کمک به تعادل بیشتر نصب میشود، اما نقش اصلی در کاهش لرزش بر عهده میللنگ است.
۴. هماهنگسازی حرکات پیستونها
هر موتور دارای ترتیب احتراق خاصی است. میللنگ با طراحی دقیق زاویهای، باعث میشود حرکت پیستونها طبق ترتیب احتراق تعیینشده انجام شود. به عنوان مثال، در یک موتور چهار سیلندر با ترتیب احتراق 1-3-4-2، میللنگ طوری طراحی میشود که پیستونها در زمانهای خاص بالا یا پایین باشند.
این هماهنگی در احتراق، باعث بهینهشدن عملکرد موتور، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلایندگی میشود.
۵. انتقال نیرو به سایر اجزا
میللنگ علاوه بر تولید حرکت چرخشی، نیرو را از طریق تسمهها یا چرخدندهها به اجزای دیگر موتور نیز منتقل میکند. این اجزا عبارتاند از:
- پمپ روغن
- پمپ آب (واتر پمپ)
- دینام
- کمپرسور کولر
- پمپ هیدرولیک فرمان (در خودروهای هیدرولیکی)
با نصب پولی میللنگ در انتهای آن، این انتقال نیرو به سادگی انجام میشود.
ساختار و اجزای میللنگ
میللنگ شامل بخشهای مختلفی است که هر کدام وظیفه خاصی دارند:
۱. ژورنالهای اصلی (Main Journals)
محل تکیهگاه میللنگ روی بلوک سیلندر هستند و توسط یاتاقانهای ثابت پشتیبانی میشوند. این نقاط، محور چرخش میللنگ محسوب میشوند.
۲. ژورنالهای شاتونی (Crank Pins or Rod Journals)
محل اتصال شاتون به میللنگ هستند. این نقاط بر روی محور اصلی میللنگ زاویهدار هستند و حرکت دورانی میللنگ را به حرکت بالا و پایین پیستون تبدیل میکنند.
۳. بازوهای میللنگ (Crank Arms or Crank Webs)
بخشهایی که ژورنالها را به هم متصل میکنند. این بازوها زاویه مشخصی با هم دارند و بازوی مکانیکی برای تبدیل نیرو ایجاد میکنند.
۴. وزنههای تعادل (Counterweights)
برای متعادلسازی گشتاور و کاهش لرزش به میللنگ متصل شدهاند.
۵. فلایویل یا پولی
در انتهای میللنگ نصب میشود و نیرو را به گیربکس منتقل میکند یا برای اتصال تسمهها استفاده میشود.
علائم خرابی میللنگ
خرابی میللنگ بسیار پرهزینه است و در صورت عدم رسیدگی بهموقع، باعث آسیب به موتور میشود. علائم رایج عبارتاند از:
- صدای تقتق یا ضربه از پایین موتور (خرابی یاتاقانها)
- افت فشار روغن
- لرزش شدید موتور
- کاهش توان خروجی
- قفل کردن موتور
در بیشتر موارد، خرابی میللنگ با خرابی یاتاقانها همراه است و نیاز به تعمیر اساسی دارد.
دلایل رایج خرابی میللنگ
- عدم تعویض روغن بهموقع
- روغن بیکیفیت یا غیراستاندارد
- گرم شدن بیش از حد موتور
- افزایش دور موتور بیش از حد مجاز
- عدم تعادل وزنی در پیستونها یا شاتونها
- نفوذ ذرات فلزی به روغن موتور
- فشارهای غیرعادی ناشی از احتراق ناقص یا اشتباه در تایمینگ
راهکارهای افزایش عمر میللنگ
- استفاده از روغن موتور با کیفیت و تعویض منظم
- کنترل فشار و دمای روغن
- تعادلسازی دقیق مجموعه پیستون و شاتون در زمان تعمیر موتور
- جلوگیری از رانندگی با دور موتور بالا برای مدت طولانی
- بررسی منظم سیستم روانکاری و فیلتر روغن
- نصب دقیق میللنگ با ابزارهای گشتاورسنج در هنگام مونتاژ موتور
میللنگ در موتورهای مدرن و پرفشار
در موتورهای توربوشارژ، هیبریدی یا پرفشار، میللنگ باید مقاومت بیشتری در برابر نیرو و فشار داشته باشد. برای این منظور، از میللنگهای ساختهشده با فولاد فورجشده، حرارتدیده یا حتی ساختهشده به روش CNC دقیق استفاده میشود. برخی خودروهای مسابقهای دارای میللنگهای سبکوزن با طراحی Cross Plane برای بهبود گشتاور و پاسخدهی سریعتر هستند.
جمعبندی
میللنگ یکی از مهمترین اجزای موتور است که وظایفی چون تبدیل حرکت پیستون، تولید گشتاور، هماهنگسازی، کاهش لرزش، و انتقال نیرو به اجزای جانبی را بر عهده دارد. خرابی در میللنگ میتواند منجر به آسیب جدی و پرهزینه به موتور شود. شناخت عملکرد میللنگ، نشانههای خرابی، و نگهداری اصولی آن، برای هر تعمیرکار، تیونر یا راننده حرفهای ضروری است.
برای مطالعه بیشتر درباره ساختار موتورهای درون سوزمیتوانید از سایر مقالات سایت ما و یا ویکی پدیا بازدید کنید
